Agriculture And The Nitrogen Cycle pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Mosier, Arvin (EDT)/ Syers, John K. (EDT)/ Freney, J. R. (EDT)

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页数:344

译者:

出版时间:

价格:40

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isbn号码:9781559637107

丛书系列:

图书标签:

• 农业
• 氮循环
• 土壤
• 肥料
• 环境科学
• 生态系统
• 可持续农业
• 植物营养
• 生物地球化学循环
• 农业生态学

培育未来：现代农业的土壤、水与健康 一本书籍简介： 在二十一世纪的浪潮中，全球粮食安全、生态可持续性以及气候变化挑战日益尖锐。本书并非聚焦于单一的化学循环，而是以更为宏观、跨学科的视角，深入剖析支撑现代农业体系的土壤健康、水资源管理、作物生理学以及系统韧性这四大支柱。我们摒弃了狭隘的元素分析，转而探讨农业实践如何塑造环境，以及环境如何反作用于作物生产的复杂互动。 本书分为五个紧密相连的部分，旨在为农业科学家、政策制定者、农艺师以及对可持续土地利用感兴趣的专业人士提供一套全面且实用的知识框架。 --- 第一部分：土壤生物圈与生态功能重塑 本部分将土壤视为一个动态、活性的生命体，而非简单的矿物质载体。我们详尽考察了土壤微生物组在营养物质转化、病害抑制和结构形成中的核心作用。 章节重点： 1. 土壤微生物群落的复杂性与功能多样性： 深入研究细菌、真菌、古菌和原生动物在土壤碳、磷、硫循环中的具体机制。重点关注功能基因组学在识别关键生态功能微生物群落方面的应用。 2. 土壤有机质（SOM）的动态平衡与固存潜力： 探讨不同耕作制度（免耕、保护性耕作）对SOM组分（腐殖质、易分解碳）的影响。分析如何通过作物残茬管理和生物炭投入，优化土壤碳汇能力，同时提升土壤保水性和抗侵蚀性。 3. 根际生态学的精细调控： 详细阐述植物根系分泌物（如有机酸、多糖）如何招募和塑造根际微生物群落。讨论有益微生物（PGPR）在提高养分吸收效率和缓解非生物胁迫中的潜力。 4. 土壤结构与水力性质的耦合： 分析土壤团聚体形成的关键生物和物理驱动力。研究不同土壤管理方式对孔隙度、渗透率和有效田间持水量的影响，强调在干旱和洪涝地区优化土壤结构的重要性。 --- 第二部分：水资源效率与精准灌溉策略 水是农业生产中最受限的资源。本部分超越了传统的灌溉量计算，转而聚焦于如何最大限度地提高“水生产力”（Water Productivity），即每单位耗水所能产生的作物生物量或产出。 章节重点： 1. 蒸散发与作物冠层管理： 分析作物的蒸腾作用及其对环境因子（辐射、风速、湿度）的敏感性。探讨通过调整种植密度、行距和修剪技术来管理冠层能量平衡，从而降低无效蒸发。 2. 先进的水分遥感与监测技术： 介绍利用卫星遥感（NDVI、LST）和地面传感器网络（TDR、中子探针）实时监测土壤水分状况和作物水分胁迫指数的方法。重点讲解如何将这些数据整合到决策支持系统中。 3. 灌溉技术的创新与优化： 详细对比和评估滴灌、微喷灌、地下滴灌（SDI）等技术的效率和适用性。讨论在不同土壤类型和地形下，如何定制最经济高效的灌溉系统设计。 4. 农业旱地管理与抗逆性育种的交叉： 考察耐旱作物品种的生理特性，以及通过基因编辑技术提高作物水分利用效率（WUE）的前沿研究。探讨雨养农业（Rainfed Agriculture）中的保墒技术，如覆盖作物和浅耕技术在减少土壤水分损失中的作用。 --- 第三部分：作物营养的系统优化与投入品替代 本部分着眼于作物营养的整体需求，而非单一的宏量元素。它探讨了如何通过整合生物学、化学和信息技术，实现化肥的“精准投放”和对传统投入品的有效替代。 章节重点： 1. 养分有效性与土壤pH值的调控： 深入分析土壤溶液中磷、钾、微量元素（如铁、锌）的溶解度和被根系吸收的机制。讨论石灰和酸性改良剂在特定土壤体系中对养分有效性的调控作用。 2. 生物固氮与生物刺激素的应用： 详细介绍共生固氮菌（如豆科植物的根瘤菌）和游离固氮菌的工业化应用。探讨海藻提取物、腐植酸和氨基酸等生物刺激素如何增强作物的营养吸收效率和胁迫抵抗力。 3. 养分平衡与区域管理： 强调基于田块尺度的养分管理策略。引入平衡施肥的概念，并利用土壤测试、叶片诊断和产量模型预测，实现养分投入与作物需求的动态匹配，最大限度减少淋溶和挥发损失。 4. 病虫害的综合性生物防治（IPM）： 将病虫害管理视为系统韧性的一个方面。阐述天敌昆虫的保护、抗性育种、信息素陷阱以及生物农药在减少化学干预方面的集成方案。 --- 第四部分：农业气候适应性与环境影响评估 农业生产与大气之间存在着深刻的双向联系。本部分关注气候变化背景下农业系统的适应策略，并量化农业实践对区域环境质量的影响。 章节重点： 1. 温室气体排放核算与减排路径： 全面分析农业活动（特别是土壤管理和畜牧业管理）产生的甲烷（$ ext{CH}_4$）和氧化亚氮（$ ext{N}_2 ext{O}$）的排放源。介绍甲烷氧化潜力以及覆盖作物对温室气体排放的影响。 2. 极端天气事件对作物产量的冲击模型： 运用气候预测数据，建立作物产量损失模型。探讨通过多样化种植、错季播种和发展耐热品种来增强农业系统抵御热浪和干旱的能力。 3. 农业面源污染的控制与治理： 聚焦于磷和有机质径流对地表水体富营养化的贡献。介绍缓冲带建设、湿地修复技术和土壤侵蚀控制措施在保护流域水质中的关键作用。 4. 农业生态系统服务的价值评估： 探讨如何量化和纳入授粉服务、生物多样性维护、水土保持等非市场化的生态服务，从而指导更具可持续性的土地利用决策。 --- 第五部分：农业系统的数字化转型与未来展望 本书的收官部分聚焦于下一代农业所需的工具和理念，强调数据驱动的决策和系统整合。 章节重点： 1. 精准农业的传感与执行技术： 深入探讨无人机、物联网（IoT）传感器在田间数据采集中的集成。分析变率施肥、变量播种（VRT）等技术如何实现资源的精细化配置。 2. 大数据、人工智能与作物建模： 介绍机器学习在预测作物生长阶段、病虫害爆发和优化灌溉调度中的应用。讨论如何利用历史气候和土壤数据构建高分辨率的农田管理模型。 3. 循环农业与零废弃物系统设计： 探讨从食物废弃物、畜禽粪便中回收能量和营养物质的技术，构建物质闭环的农业生态系统。强调农牧结合、种养循环在提高整体资源利用率中的模式创新。 4. 政策、经济激励与可持续性推广： 审视国际和国内在促进可持续农业实践中的政策框架，如碳交易市场、环境补贴和消费者偏好的变化如何驱动农业实践的根本性转变。 通过对土壤、水、作物与气候之间复杂相互作用的全面梳理，本书旨在提供一个清晰的蓝图：如何构建一个既能满足不断增长的人口需求，又能保护地球生态资本的未来农业。它倡导的是一场基于生态理解和技术创新的系统性变革。

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这本书在处理氮循环的社会经济维度时，显示出超越一般纯技术书籍的深度。它没有回避氮管理决策背后的政治、法律和市场力量。例如，关于政府补贴政策如何无意中鼓励了过度施肥的章节，发人深省，它揭示了看似简单的农业投入决策背后，往往牵扯着复杂的利益博弈和监管盲区。作者巧妙地引入了区域经济学的视角，分析了氮污染治理成本如何在生产者、消费者和公共卫生系统之间分配。这使得本书不仅仅是科学报告，更是一份具有强烈政策倡导意味的深度调研。对于任何关心粮食安全、水资源保护和气候变化交叉领域的政策制定者或学者来说，这本书提供了理解“氮悖论”（即既是生命必需品又是主要污染物）的关键钥匙，其对跨学科整合的强调，令人印象深刻。

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从技术操作层面上看，这本书堪称一本绝佳的实用指南，但它的价值远超一般手册。我尤其欣赏作者在介绍先进的氮管理技术时所采取的审慎态度。例如，在讨论传感器技术和精准施肥时，书中不仅罗列了技术的优越性，还客观地指出了不同气候带和土壤类型下的局限性和成本效益分析。这种平衡的视角非常难得，它避免了将高科技神化的倾向。对于试图将创新技术引入传统农业环境的农艺师而言，这种务实的分析无疑是宝贵的财富。书中对土壤微生物群落与氮转化效率之间相互作用的阐述也极为精彩，它强调了“健康土壤是有效氮循环的基石”这一核心理念。我学到了一些关于如何通过生物手段（而非单纯化学干预）来提高作物氮素利用率的微妙技巧，这需要细致的观察和长期的实践积累，而这本书恰恰提供了理论支撑和方向指引。

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我必须承认，这本书在解读氮循环的生态学意义方面，展现出一种近乎诗意的洞察力。它没有停留在仅仅描述“输入-转化-输出”的线性过程，而是将其置于一个宏大的生态系统背景下进行审视。我读到关于大气固定菌群多样性如何影响生态系统弹性的章节时，那种震撼感是难以言喻的。作者通过一系列案例研究，展示了人类活动——从工业固氮（哈柏-博世法）到化石燃料燃烧——如何打乱了地球亿万年形成的微妙平衡。书中的论述极其细腻，比如对河流入海口三角洲地区氮富集导致“死亡区”形成的地理和社会经济影响的描述，读来令人深思。这不是一本只写给农学家的书，它更像是一部关于我们与地球生命支持系统之间契约的深度反思录。阅读过程中，我多次停下来，思考我们日常消费的食物背后，隐藏着如此多复杂的物质循环和潜在的环境代价，这无疑拓宽了我的认知边界。

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这本书的结构安排极为巧妙，从宏观的全球氮载荷问题，逐步聚焦到微观的植物细胞层面的氮吸收机制，这种层层递进的叙事方式，使得复杂的主题变得易于消化。我特别喜欢它引用的历史文献和早期科学家的观点，这为我们理解当前的研究成果提供了坚实的学术脉络。举个例子，书中对早期化学肥料应用伦理困境的探讨，与现代对过度施肥环境后果的讨论形成了有趣的呼应。阅读体验非常流畅，作者的文字节奏把握得恰到好处，既有严谨的科学推理，又不失对自然界运作规律的敬畏。对于非专业读者来说，即使面对化学方程式和复杂的模型，作者也能用清晰的比喻将其串联起来，让人感觉仿佛在阅读一部精彩的科学侦探小说，不断揭示着隐藏在田地之下的生命奥秘。

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这本关于农业和氮循环的书真是让我受益匪浅，尤其是在理解现代粮食生产的复杂性方面。作者深入浅出地剖析了氮素在土壤、植物乃至大气层之间的动态平衡，这远比我过去在教科书上学到的要细致和生动得多。我特别欣赏书中对不同耕作模式下氮素流失风险的量化分析。比如，书中详细对比了传统休耕与覆盖作物种植对硝酸盐淋失的不同影响，数据翔实，图表清晰，让人一眼就能看出科学实践的重要性。对于一个关注可持续农业发展的读者来说，这些信息至关重要。它不仅仅是枯燥的化学公式堆砌，而是将这些科学原理与现实中的农场管理紧密结合起来，比如如何优化施肥时间以匹配作物的最大吸收期，从而减少环境负荷。我感觉作者对这个领域的掌握非常全面，不仅涵盖了基础的生物地球化学知识，还涉及到了经济效益与环境效益之间的权衡，读完后对“高效”和“绿色”不再是模糊的概念，而是有了清晰的操作指南。

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